مروری بر کاربرد سامانه‌های ریزسیالشی در گوگردزدایی استخراجی از سوخت‌های مایع

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

دانشگاه علم و صنعت ایران

10.22034/ijche.2024.430700.1376

چکیده

توسعه فرآیندهای گوگردزدایی غیر هیدروژنی به دلیل کاهش هزینه‌های عملیاتی یک ضرورت مهم می‌باشد. گوگردزدایی استخراجی یکی از مهم‌ترین فرآیندهای غیرهیدروژنی حذف ترکیبات گوگردی می‌باشدکه در حذف ترکیبات مختلف گوگردی موفق بوده است. یکی از روش‌های تشدیدفرآیندهای شیمیایی، انجام آن فرآیند درابعادکوچک (میلی‌متر،میکرومترونانومتر) است که تحت عنوان فناوری ریزسیالش در سالهای اخیر موردتوجه قرارگرفته است. با کاهش قطرهیدرودینامیکی تماس دهنده‌ها،نسبت سطح به حجم بطرز چشمگیری افزایش می‌یابد که این امرسبب بروزپدیده‌های جدیدی می‌شود. انجام فرآیندهای استخراج درسامانه‌های ریزسیالشی منجربه تشدید فرآینداستخراج می‌گردد وزمان فرآیندرا به طرزچشمگیری کاهش می‌دهد وباعث کنترل پذیری آسان‌تر و ایمن‌تر شدن فرآیندنیز می‌گرددراندمان یک دستگاه ریزسیالشی جهت استخراج،به سطح دردسترس انتقال جرم وطول نفوذبستگی داردکه این خودبه نوع الگوی جریان دوفازی تشکیل شده بستگی دارد. تشکیل الگوهای مختلف به پارامترهایی مانندخواص فیزیکی مایعات (چگالی، ویسکوزیته، کشش سطحی، ترشوندگی)، شرایط عملیاتی (سرعت‌های جریان دو فاز، نسبت دبی فازها) و هندسه کانال (عرض، عمق، ساختار داخلی، ساختار ورودی) وابسته هستند. با توجه به پژوهش‌های صورت گرفته با افزایش طول کانال، زمان اقامت سیال افزایش می‌یابد که منجر به افزایش میزان گوگردزدایی می‌شود و با کاهش قطر کانال به دلیل افزایش سطح انتقال جرم، ضریب کلی انتقال جرم بهبود می‌یابد. با افزایش سرعت حلال و سوخت از طرفی منجر به بهبود ضریب انتقال جرم حجمی می-شود و از طرف دیگر با افزایش سرعت، زمان اقامت سیال در میکروکانال کاهش می‌یابد که منجر به کاهش میزان گوگردزدایی می‌شود. در این مطالعه پژوهش‌های مربوط به گوگردزدایی استخراجی و پارامترهای مهم فرآیندی در سامانه‌های ریزسیالشی مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Review on the application of microfluidic systems in the extractive desulfurization of liquid fuels

نویسندگان [English]

  • Ali Heydari
  • Salman Movahedirad
  • Mohammad Amin Sobati
Iran University of Science and Technology (IUST)
چکیده [English]

The development of non-hydrogen desulfurization processes is an important necessity due to the reduction of operational costs. Extractive desulfurization is one of the most important non-hydrogen processes for removing sulfur compounds from liquid fuels, which has been successful in removing various sulfur compounds. The intensification of chemical processes through their implementation in small dimensions such as millimeters, micrometers, and nanometers has received significant attention under the title of microfluidic technology. By reducing the hydrodynamic diameter of the contacting entities, the surface-to-volume ratio increases significantly, leading to the emergence of new phenomena. One of the benefits of using microfluidic technologies is the improvement of mass and heat transfer coefficients, which accelerates the process. Performing extraction processes in microfluidic systems intensifies the extraction process and significantly reduces the process time. It also makes the process easier to control and safer. The performance of a microfluidic device in an extraction process depends on the available interfacial area for mass transfer and the length of diffusion, which are themselves influenced by the types of two-phase flow patterns formed during the phase contact stage. The phase separation efficiency is dependent on the specific flow pattern formed during the phase contact stage. The formation of different patterns depends on the physical properties of liquids (density, viscosity, surface tension, wetting parameters), operating conditions (flow rate of two phases, flow ratio of phases) and channel geometry (width, depth, internal structure, input structure). In this study, researches on extractive desulfurization and important process parameters in microfluidic systems are reviewed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • extractive desulfurization
  • microfluidics
  • microchannel
  • process intensification